Modelo matemático prevê a melhor maneira de construir músculos





Um novo modelo matemático é capaz de prever o regime de exercício ideal para ajudar a construir músculos.

Pesquisadores desenvolveram um modelo matemático que pode prever o regime de exercício ideal para a construção muscular.

Os pesquisadores, da Universidade de Cambridge, usaram métodos de biofísica teórica para construir o modelo, que pode dizer o quanto uma quantidade específica de esforço fará com que um músculo cresça e quanto tempo levará. O modelo poderia formar a base de um produto de software, onde os usuários poderiam otimizar seus regimes de exercício inserindo alguns detalhes de sua fisiologia individual.

O modelo é baseado em trabalhos anteriores da mesma equipe, que descobriu que um componente do músculo chamado é responsável pela geração dos sinais químicos que afetam o crescimento muscular.

Os resultados, relatados no Biophysical Journal,sugerem que há um peso ideal para fazer treinamento de resistência para cada pessoa e cada meta de crescimento muscular. Os músculos só podem estar perto de sua carga máxima por um tempo muito curto, e é a carga integrada ao longo do tempo que ativa a via de sinalização celular que leva à síntese de novas proteínas musculares. Mas abaixo de um certo valor, a carga é insuficiente para causar muita sinalização, e o tempo de exercício teria que aumentar exponencialmente para compensar. O valor dessa carga crítica provavelmente dependerá da fisiologia particular do indivíduo.

Todos sabemos que o exercício constrói músculos. Ou não? "Surpreendentemente, não se sabe muito sobre por que ou como o exercício constrói músculos: há muito conhecimento anedótico e sabedoria adquirida, mas muito pouco no caminho de dados duros ou comprovados", disse o professor Eugene Terentjev, do Laboratório Cavendish de Cambridge, um dos autores do artigo.

Ao se exercitar, quanto maior a carga, mais repetições ou maior a frequência, maior será o aumento do tamanho muscular. No entanto, mesmo quando se olha para todo o músculo, por que ou o quanto isso acontece não é conhecido. As respostas para ambas as perguntas ficam ainda mais complicadas à medida que o foco se resume a um único músculo ou suas fibras individuais.

Os músculos são compostos de filamentos individuais, que têm apenas 2 micrômetros de comprimento e menos de um micrometre em toda, menor do que o tamanho da célula muscular. "Por causa disso, parte da explicação para o crescimento muscular deve estar na escala molecular", disse o coautor Neil Ibata. "As interações entre as principais moléculas estruturais no músculo só foram reunidas há cerca de 50 anos. Como as proteínas menores e acessórios se encaixam na imagem ainda não está totalmente clara."

Isso porque os dados são muito difíceis de obter: as pessoas diferem muito em sua fisiologia e comportamento, tornando quase impossível realizar um experimento controlado sobre mudanças no tamanho muscular em uma pessoa real. "Você pode extrair células musculares e olhar para elas individualmente, mas isso ignora outros problemas como níveis de oxigênio e glicose durante o exercício", disse Terentjev. "É muito difícil olhar para tudo junto."

Terentjev e seus colegas começaram a analisar os mecanismos da mecanosensing – a capacidade das células de sentir pistas mecânicas em seu ambiente – há vários anos. A pesquisa foi notada pelo Instituto Inglês de Esportes, que estava interessado em saber se poderia estar relacionado com suas observações na reabilitação muscular. Juntos, eles descobriram que a hipertrofia muscular estava diretamente ligada ao trabalho de Cambridge.

Em 2018, os pesquisadores de Cambridge iniciaram um projeto sobre como as proteínas nos filamentos musculares mudam sob força. Eles descobriram que os principais componentes musculares, actina e miosina, não possuem locais de ligação para moléculas de sinalização, por isso tiveram que ser o terceiro componente muscular mais abundante – titin – que foi responsável por sinalizar as mudanças na força aplicada.